JPH11185253A - Substrate for magnetic recording medium manufacturing method and device - Google Patents

Substrate for magnetic recording medium manufacturing method and device

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Publication number
JPH11185253A
JPH11185253A JP34945597A JP34945597A JPH11185253A JP H11185253 A JPH11185253 A JP H11185253A JP 34945597 A JP34945597 A JP 34945597A JP 34945597 A JP34945597 A JP 34945597A JP H11185253 A JPH11185253 A JP H11185253A
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JP
Japan
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substrate
polishing
surface plate
metal
carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP34945597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Yamamoto
裕三 山本
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make this device a device suitable for the manufacturing of the substrate made up of brittle materials by removing a working regenerative layer existing on the surface of the substrate while performing an anode-oxidation process in the same device after the surface of the substrate is mechanically worked. SOLUTION: A lower surface plate 2 is freely rotatably provided on a base 5 and its upper surface becomes a planar surface working part capable of a mechanical surface working. The same kind of a polishing pad as that of the polishing pad mounted on an upper surface plate 3 is mounted on this surface working part. A glass shaped carbon substrate moving integrally with a carrier while lowering the upper surface plate 3 is finishingly polished by being held in between the lower surface plate 5 and the upper surface plate 3. Thereafter, the carbon substrate is subjected to a water system cleaning before the anodization is performed and contaminated materials such as the working degenerative layer which is generated on the surface of the substrate by the finishing polishing dust and organic contamination existing on the surface of the substrate or the like are oxidized and to be removed by the processing. Oxidized materials become gass to be vaporedly dispersed and they never remain on the surface of the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク等の磁
気記録媒体における基板の製造方法及び装置に関し、更
に詳しくは、製造工程が簡略化された磁気記録媒体用基
板の製造方法及び装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a substrate on a magnetic recording medium such as a magnetic disk, and more particularly, to a method and an apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium with a simplified manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
コンピュータの殆どには磁気ディスク装置等の記録装置
が内臓されており、これらの記録装置には記録情報の増
大化に伴い年々高記録密度化が要求されてきている。磁
気ディスク装置は磁気ヘッドと磁気ディスクより構成さ
れており、高密度記録化を進める上での手段の一つとし
て磁気ヘッドの浮上量低減が要求されている。このため
に磁気ディスクの表面粗さを出来る限り小さくすること
が必要となる。
2. Description of the Related Art In recent years,
Most computers have built-in recording devices such as magnetic disk devices, and these recording devices are required to have a higher recording density year by year as recording information increases. A magnetic disk drive is composed of a magnetic head and a magnetic disk, and it is required to reduce the flying height of the magnetic head as one of means for promoting high-density recording. For this reason, it is necessary to reduce the surface roughness of the magnetic disk as much as possible.

【0003】ところで、磁気ディスク用基板として、従
来から用いられていたアルミニウム基板に代えてカーボ
ン基板やガラス基板が用いられつつある。しかしなが
ら、ガラスやカーボンは脆性材料であるため、これらの
材料からなる基板を磁気ディスク用基板に要求される表
面粗さに機械的な表面加工(研磨・研削)をしようとす
ると、その表面に加工変質層(即ち、マイクロクラック
やチッピングの層)が発生し、磁気ディスクの磁気特性
低下の一因となっていた。そこで、一般には機械的表面
加工装置とは別の装置を用いて機械的表面加工後の基板
を陽極酸化処理し、上記加工変質層を化学的に除去する
作業が行われていた。
[0003] As a substrate for a magnetic disk, a carbon substrate or a glass substrate is being used instead of a conventionally used aluminum substrate. However, since glass and carbon are brittle materials, when a substrate made of these materials is subjected to mechanical surface processing (polishing / grinding) to the surface roughness required for a magnetic disk substrate, the surface is processed. A deteriorated layer (that is, a layer of microcracks or chipping) is generated, which is one of the causes of the deterioration of the magnetic characteristics of the magnetic disk. Therefore, in general, there has been performed an operation of anodizing the substrate after the mechanical surface processing using an apparatus different from the mechanical surface processing apparatus, and chemically removing the processing-altered layer.

【0004】しかしながら、基板の機械的表面加工と加
工変質層の化学的な除去とを別個の装置で行うと、処理
時間が長くなり、また設備も大掛かりなものとなるた
め、製造コストの増加の一因となっていた。
[0004] However, if the mechanical surface processing of the substrate and the chemical removal of the work-affected layer are performed by separate apparatuses, the processing time becomes longer and the equipment becomes larger, so that the manufacturing cost increases. Had contributed.

【0005】従って、本発明の目的は、製造工程が簡略
化された磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置を提供
することにある。また、本発明の目的は、特にカーボン
のような脆性材料からなる基板の製造に適した磁気記録
媒体用基板の製造方法及び装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium in which the manufacturing process is simplified. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium, which is particularly suitable for manufacturing a substrate made of a brittle material such as carbon.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、基板の機械的な表面加工と加工変質層の化学的
な除去とを同一の装置を用いることにより上記目的が達
成されることを知見した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have attained the above object by using the same apparatus for mechanically processing the surface of a substrate and chemically removing a damaged layer. I found that.

【0007】本発明は上記知見に基づき成されたもの
で、表面加工装置を用いて基板の表面を機械的表面加工
した後、同一の装置において陽極酸化処理を行い該基板
の表面に存在する加工変質層を除去することを特徴とす
る磁気記録媒体用基板の製造方法を提供することにより
上記目的を達成したものである。
The present invention has been made based on the above findings. After mechanically processing the surface of a substrate using a surface processing apparatus, anodizing treatment is performed in the same apparatus, and the processing existing on the surface of the substrate is performed. The above object has been attained by providing a method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium, characterized by removing an altered layer.

【0008】また、本発明は、基板の収容が可能な一又
は二以上の収容部を有する導電性材料からなる一又は二
以上のキャリアと、機械的表面加工が可能な表面加工部
を有する少なくとも一つの金属定盤と;機械的表面加工
時に上記基板と上記金属定盤との間に研磨液を供給する
手段と;陽極酸化処理時に上記基板と上記金属定盤との
間に電解液を供給する手段と;上記キャリアと上記金属
定盤との間に電圧を印加する手段とを具備することを特
徴とする磁気記録媒体用基板の製造装置を提供するもの
である。
Further, the present invention provides one or more carriers made of a conductive material having one or more accommodation portions capable of accommodating a substrate, and at least one surface treatment portion capable of mechanical surface treatment. One metal surface plate; means for supplying a polishing liquid between the substrate and the metal surface plate during mechanical surface processing; and supply of an electrolytic solution between the substrate and the metal surface plate during anodizing treatment And means for applying a voltage between the carrier and the metal platen. A manufacturing apparatus for a substrate for a magnetic recording medium is provided.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】まず、本発明の磁気記録媒体用基
板製造装置を、その好ましい実施形態に基づき図面を参
照しながら説明する。ここで、図1は、本発明の磁気記
録媒体用基板製造装置の一実施形態を示す概略正面図で
あり、図2は、図1におけるX−X線矢視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a preferred embodiment of a substrate manufacturing apparatus for a magnetic recording medium according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a schematic front view showing an embodiment of the apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium of the present invention, and FIG. 2 is a view taken along line XX in FIG.

【0010】図1に示す装置1はカーボン基板の両面を
仕上げ研磨(ポリッシング)する場合に用いられる両面
加工機であり、一対の金属定盤、即ち下定盤2と該下定
盤2の上方に配設される上定盤3とを具備してる。該上
定盤3は、定盤支持部4に接しており、該定盤支持部4
によって支持されている。
An apparatus 1 shown in FIG. 1 is a double-sided processing machine used for finishing and polishing (polishing) both sides of a carbon substrate, and is disposed above a pair of metal platens, that is, a lower platen 2 and the lower platen 2. An upper surface plate 3 is provided. The upper platen 3 is in contact with the platen support 4, and the platen support 4
Supported by

【0011】図1に示すように、上定盤3は、エアシリ
ンダ11の出力ロッド11aの先端部にブラケット12
を介して回転可能に取り付けられている。該上定盤3は
該エアシリンダ11により昇降可能になされていると共
に、下降時にはベース5側で図2に示す矢印D方向に回
転するロータ13の溝に係合して同方向に回転するよう
になされている。また、上記上定盤3の下面は、機械的
表面加工が可能な平面状の表面加工部となっている。該
表面加工部には所定のショア硬度〔JIS A(JIS
K−6301)に準拠〕を有する研磨パッドが装着さ
れている。また、該上定盤3は、上記定盤支持体4にボ
ルト(図示せず)によって緊結固定されており、該定盤
支持体4と共に回転自在に設けられている。
As shown in FIG. 1, an upper surface plate 3 is provided with a bracket 12 at the tip of an output rod 11a of an air cylinder 11.
It is rotatably mounted via. The upper platen 3 can be moved up and down by the air cylinder 11, and when the upper platen 3 descends, it engages with the groove of the rotor 13 which rotates in the direction of arrow D shown in FIG. Has been made. The lower surface of the upper surface plate 3 is a flat surface processed portion capable of mechanical surface processing. A predetermined Shore hardness [JIS A (JIS
K-6301). The upper platen 3 is fixedly fastened to the platen support 4 by bolts (not shown), and is provided rotatable together with the platen support 4.

【0012】上記上定盤3の表面加工部には、電解液の
供給源(図示せず)に接続している電解液の供給孔15
が複数穿設されている。また、該表面加工部に装着され
た上記研磨パッドにも、上記供給孔に対応する位置に電
解液の通過孔(図示せず)が穿設されている。そして、
陽極酸化処理時においては、上記供給源から上記供給孔
及び上記通過孔を通じて、上記上下定盤と上記カーボン
基板との間に電解液が所定の量で供給されるようになさ
れている。
In the surface processing portion of the upper platen 3, an electrolyte supply hole 15 connected to an electrolyte supply source (not shown) is provided.
Are provided. The polishing pad mounted on the surface processing portion also has a through hole (not shown) for passing an electrolytic solution at a position corresponding to the supply hole. And
During the anodizing treatment, a predetermined amount of electrolyte is supplied between the upper and lower platens and the carbon substrate from the supply source through the supply holes and the passage holes.

【0013】図2に示すように、下定盤2は、上記ベー
ス5上に矢印A方向に回転自在に設けられていて、その
上面は、機械的表面加工が可能な平面状の表面加工部と
なっている。該表面加工部には、上記上定盤3に装着さ
れている研磨パッドと同種の研磨パッドが装着されてい
る。該研磨パッドには、図2に示すように複数の貫通孔
14が穿設されており、該貫通孔を通じて上記下定盤2
の表面が露出して電流が流れるようになされている。ま
た、該下定盤2には、中央の矢印B方向に回転する太陽
歯車7と外周側の矢印C方向に回転する内歯歯車8とに
噛み合って、公転しつつ自転する遊星歯車状のキャリア
9が4機配設されていている。
As shown in FIG. 2, the lower surface plate 2 is provided on the base 5 so as to be rotatable in the direction of arrow A, and the upper surface thereof is provided with a flat surface processed portion capable of mechanical surface processing. Has become. A polishing pad of the same type as the polishing pad mounted on the upper surface plate 3 is mounted on the surface processing portion. A plurality of through holes 14 are formed in the polishing pad as shown in FIG.
Is exposed so that current flows. Further, the lower platen 2 has a planetary gear-shaped carrier 9 which meshes with a sun gear 7 rotating in the direction of the arrow B at the center and an internal gear 8 rotating in the direction of the arrow C on the outer periphery to revolve while rotating. There are four aircraft.

【0014】上記キャリア9は、基板の収容が可能な収
容部としての穴を8個有しており、各穴内にそれぞれ被
加工物であるカーボン基板10がセットされるようにな
されている。該キャリア9は導電性材料、例えばステン
レス鋼、金属繊維複合樹脂等から形成されている。
The carrier 9 has eight holes as accommodation portions capable of accommodating substrates, and a carbon substrate 10 as a workpiece is set in each of the holes. The carrier 9 is formed of a conductive material, for example, stainless steel, metal fiber composite resin, or the like.

【0015】また、上記両面加工機1には、研磨液の供
給源(図示せず)に接続している研磨液の供給パイプ1
6,17が備えられている。そして、機械的表面加工時
においては、上記供給源から上記供給パイプ16,17
を通じて上記上下定盤と上記カーボン基板10との間に
研磨液が所定の量で供給されるようになされている。
The double-sided processing machine 1 has a polishing liquid supply pipe 1 connected to a polishing liquid supply source (not shown).
6, 17 are provided. During the mechanical surface processing, the supply pipes 16 and 17 are supplied from the supply source.
The polishing liquid is supplied in a predetermined amount between the upper and lower platens and the carbon substrate 10 through the through hole.

【0016】そして、上記エアシリンダ11によって上
記上定盤3を下降させることにより、上記キャリア9と
一体に動く上記ガラス状カーボン基板10は、上記下定
盤2と上記上定盤3とに挟持されて仕上げ研磨が行われ
る。
When the upper platen 3 is lowered by the air cylinder 11, the glassy carbon substrate 10 which moves integrally with the carrier 9 is sandwiched between the lower platen 2 and the upper platen 3. Finish polishing is performed.

【0017】また、上記両面加工機1における上記キャ
リア9には、プラスの電圧が印加されるようになされて
いる。例えば、内歯歯車8及び/又は太陽歯車7に電圧
を印加した状態で、キャリア9の歯車と、内歯歯車8の
歯車および/又は太陽歯車7の歯車とが噛み合うことに
よって、導電性材料から形成されているキャリア9へ電
圧が印加され、その結果、上記キャリア9内に収容され
ているカーボン基板10(該カーボン基板も導電性を有
している)に、上記キャリア9を介してプラスの電圧が
印加される。一方、上記下定盤2及び上記上定盤3に
は、マイナスの電圧が印加されるようになされている。
そして、上記カーボン基板10と上記下定盤2及び上記
上定盤3との間を電解液で満たした状態で、上記キャリ
ア9並びに上記下定盤2及び上記上定盤3にそれぞれプ
ラス及びマイナスの電圧を印加することにより、上記カ
ーボン基板10の両面が陽極酸化されるようになされて
いる。
Further, a positive voltage is applied to the carrier 9 in the double-sided processing machine 1. For example, when a voltage is applied to the internal gear 8 and / or the sun gear 7, the gear of the carrier 9 meshes with the gear of the internal gear 8 and / or the sun gear 7, so that the conductive material A voltage is applied to the formed carrier 9, and as a result, a positive voltage is applied to the carbon substrate 10 (the carbon substrate also has conductivity) accommodated in the carrier 9 via the carrier 9. A voltage is applied. On the other hand, a negative voltage is applied to the lower surface plate 2 and the upper surface plate 3.
Then, in a state where the space between the carbon substrate 10 and the lower platen 2 and the upper platen 3 is filled with the electrolytic solution, positive and negative voltages are applied to the carrier 9 and the lower platen 2 and the upper platen 3, respectively. Is applied, both surfaces of the carbon substrate 10 are anodized.

【0018】次に、図1及び図2に示す両面加工機を用
いた本発明の磁気記録媒体用基板の好ましい実施形態
を、磁気ディスク用カーボン基板の仕上げ研磨(ポリッ
シング)及びそれに引き続く陽極酸化に適用した場合に
ついて説明する。
Next, a preferred embodiment of the magnetic recording medium substrate of the present invention using the double-sided processing machine shown in FIGS. 1 and 2 is applied to finish polishing (polishing) of a magnetic disk carbon substrate and subsequent anodic oxidation. The case where the method is applied will be described.

【0019】まず、上記両面加工機1のキャリア9の収
容部にカーボン基板を収容する。該カーボン基板はディ
スク状であり、中心部にディスク外周と同心の穴が設け
られている。該カーボン基板としては、カーボン材料か
らなるものであればその種類に特に制限はなく、例えば
ガラス状カーボン基板やアモルファスカーボン基板等を
用いることができる。該カーボン基板はその製造方法に
も特に制限はなく、例えばフルフリルアルコール/フェ
ノール樹脂等の炭素質原料を二枚のガラス板間に挟んで
硬化させた後、ディスク状に打ち抜き、更に焼成して製
造されたものや、ピッチ等の炭素質原料を熱間静水圧プ
レス(HIP)により炭素化した円柱状炭素材料を所定
の厚さにスライスして製造されたもの等を用いることが
できる。
First, a carbon substrate is accommodated in the accommodating portion of the carrier 9 of the double-sided processing machine 1. The carbon substrate has a disk shape, and has a hole at the center thereof which is concentric with the outer periphery of the disk. The type of the carbon substrate is not particularly limited as long as it is made of a carbon material. For example, a glassy carbon substrate or an amorphous carbon substrate can be used. The method of producing the carbon substrate is not particularly limited. For example, after a carbonaceous material such as furfuryl alcohol / phenol resin is sandwiched between two glass plates and cured, the substrate is punched into a disk shape, and further fired. It may be manufactured or obtained by slicing a columnar carbon material obtained by carbonizing a carbonaceous material such as pitch by hot isostatic pressing (HIP) to a predetermined thickness.

【0020】特に、上記カーボン基板として、下記
(イ)及び(ロ)の何れかの条件を満たすカーボン、特
にガラス状カーボンを用いると表面粗さを極めて小さく
することができる。 (イ)密度が1.4〜1.6g/cm3 である。 (ロ)X線回折により2θ=20〜30°付近に現れる
(002)面の回折ピークの半値幅が3°以上、特に4
°以上である。
In particular, when carbon that satisfies any of the following conditions (a) and (b), particularly glassy carbon, is used as the carbon substrate, the surface roughness can be extremely reduced. (A) The density is 1.4 to 1.6 g / cm 3 . (B) The half-value width of the diffraction peak of the (002) plane which appears around 2θ = 20 to 30 ° by X-ray diffraction is 3 ° or more, especially 4
° or more.

【0021】上記カーボン基板は、上記両面加工機1を
用いた仕上げ研磨に先立ち、粗研削、面取り、粗研磨の
各工程に付されたものである。上記粗研削は、固定砥石
を用いて行われるものであり、これにより基板表面の欠
陥、うねり、そり等が除去ないし低減され、中心線平均
粗さRaが0.05〜2μm程度となる。上記固定砥石
は、ダイヤモンド、CBN(Cubic Bron Nitride)、ア
ルミナ、SiC、ZrO2 、MgO又はコロイダルシリ
カ等の研磨砥粒をFe(鋳鉄など)、Cu若しくはNi
等の金属単体又はこれらの一種以上を含む合金からなる
メタルボンド剤に分散・保持させてなるものである。上
記面取り(チャンファー)は、基板の内径及び外径を所
定の寸法にすると共に、基板の内周及び外周の端面を面
取り加工して所定の量の面取りを行うものである。磁気
ディスクにおいては端面の表面状態が膜密着性に大きな
影響を及ぼすことから、端面の表面加工は極めて重要で
ある。更に詳細には、後述する陽極酸化は、表面欠陥部
分から選択的に進行するので、端面に欠陥部分が存在し
たまま陽極酸化を行うと該端面が粗面化され、膜密着性
が極めて低下してしまう。そこで、本実施形態において
は、面取り加工後の端面の中心線平均粗さRaを0.0
1〜0.5μm、特に0.01〜0.1μmとすること
により端面に存在する欠陥を除去して、陽極酸化の際に
該端面が粗面化されることを防止し、膜密着性を向上さ
せている。上記粗研磨(ラッピング)には、図1及び図
2に示す両面加工機と同種の装置が用いられ、研磨砥粒
を含まない鋳鉄製の一対の金属定盤間に上記カーボン基
板を介在させ、研磨砥粒と水とを含む研磨液を供給しつ
つ該定盤及び該カーボン基板を所定方向に回転させるこ
とにより研磨が行われる。粗研磨は、研磨取り代が50
〜1000μm程度であり、研磨後の中心線平均粗さR
aは0.01〜2μm程度となる。上記研磨液における
研磨砥粒は、アルミナ、SiC、ダイヤモンド等の粒子
からなり、その一次粒子の平均粒径は3〜30μm程度
である。また、研磨砥粒の濃度は1〜30重量%程度、
特に2〜20重量%程度である。
The carbon substrate is subjected to each of the steps of rough grinding, chamfering and rough polishing prior to finish polishing using the double-sided processing machine 1. The above-mentioned rough grinding is performed using a fixed grindstone, whereby defects, undulations, warpage, and the like on the substrate surface are removed or reduced, and the center line average roughness Ra becomes about 0.05 to 2 μm. The fixed whetstone is formed by polishing abrasive grains such as diamond, CBN (Cubic Bron Nitride), alumina, SiC, ZrO 2 , MgO or colloidal silica with Fe (such as cast iron), Cu or Ni.
And the like, or a metal bonding agent made of an alloy containing one or more of these metals. In the chamfering, the inner and outer diameters of the substrate are set to predetermined dimensions, and the inner and outer end faces of the substrate are chamfered to perform a predetermined amount of chamfering. In a magnetic disk, the surface condition of the end face greatly affects the film adhesion, and therefore, the surface processing of the end face is extremely important. More specifically, since anodic oxidation described below proceeds selectively from the surface defect portion, if anodic oxidation is performed with a defect portion present on the end surface, the end surface is roughened, and the film adhesion is extremely reduced. Would. Therefore, in the present embodiment, the center line average roughness Ra of the end face after chamfering is set to 0.0.
By setting the thickness to 1 to 0.5 μm, particularly 0.01 to 0.1 μm, defects existing on the end face are removed, and the end face is prevented from being roughened during anodic oxidation, and the film adhesion is improved. Have improved. For the above rough polishing (lapping), the same type of apparatus as the double-sided processing machine shown in FIGS. 1 and 2 is used, and the carbon substrate is interposed between a pair of cast iron metal plates containing no abrasive grains. Polishing is performed by rotating the platen and the carbon substrate in a predetermined direction while supplying a polishing liquid containing polishing abrasive grains and water. In rough polishing, the polishing allowance is 50
About 1000 μm, and the center line average roughness R after polishing.
a is about 0.01 to 2 μm. The polishing abrasive grains in the above polishing liquid are composed of particles such as alumina, SiC, and diamond, and the primary particles have an average particle diameter of about 3 to 30 μm. The concentration of the abrasive grains is about 1 to 30% by weight,
In particular, it is about 2 to 20% by weight.

【0022】上記カーボン基板の仕上げ研磨は、上下定
盤とカーボン基板との間に研磨液を供給しつつ行う。上
記研磨液としては、研磨砥粒と水とを含んでなるものが
用いられる。研磨液中における研磨砥粒の濃度は、上記
粗研磨の場合よりも低く、0.01〜5重量%程度、特
に0.02〜2重量%程度である。また、研磨砥粒の一
次粒子の平均粒径は、上記粗研磨の場合よりも小さく、
0.002〜1μm程度、特に0.01〜0.5μm程
度である。
The final polishing of the carbon substrate is performed while supplying a polishing liquid between the upper and lower platens and the carbon substrate. As the polishing liquid, a liquid containing polishing abrasive grains and water is used. The concentration of the abrasive grains in the polishing liquid is lower than that in the above rough polishing, and is about 0.01 to 5% by weight, particularly about 0.02 to 2% by weight. In addition, the average particle size of the primary particles of the abrasive grains is smaller than in the case of the coarse polishing,
It is about 0.002 to 1 μm, particularly about 0.01 to 0.5 μm.

【0023】上記研磨砥粒の材質は、粗研磨に用いられ
る研磨砥粒の材質とほぼ同様であり、アルミナ、Si
C、ダイヤモンド、ZrO2 、MgO及びコロイダルシ
リカ等が挙げられる。これらの材質からなる研磨砥粒の
うち、アルミナ又はSiCを使用すると研磨速度が特に
向上し、とりわけ、アルミナとして中間アルミナを使用
するとカーボン基板の表面粗さを極めて小さくできるの
で好適である。尚、本明細書において、中間アルミナと
は、α−アルミナ以外のアルミナの総称であり、具体的
にはγ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−
アルミナ、及び無定型アルミナ等が挙げられる。中間ア
ルミナのうち、特にγ−アルミナが好適である。これら
の研磨砥粒は一種又は二種以上を組み合わせて用いるこ
とができる。
The material of the abrasive grains is substantially the same as the material of the abrasive grains used for rough polishing.
C, diamond, ZrO 2 , MgO, colloidal silica and the like. Of the abrasive grains made of these materials, the use of alumina or SiC is particularly preferable because the polishing rate is particularly improved, and the use of intermediate alumina as the alumina is particularly preferable because the surface roughness of the carbon substrate can be extremely reduced. In this specification, the term “intermediate alumina” is a general term for alumina other than α-alumina, and specifically, γ-alumina, δ-alumina, θ-alumina, η-
Alumina, amorphous alumina and the like can be mentioned. Among the intermediate aluminas, γ-alumina is particularly preferred. These abrasive grains can be used alone or in combination of two or more.

【0024】上記研磨液には、従来公知の研磨助剤、例
えば特開平6−339853号公報に記載の硝酸アルミ
ニウムや、特開平2−84485号公報に記載のグルコ
ン酸や乳酸を所定量配合することもできる。
A predetermined amount of conventionally known polishing aids, for example, aluminum nitrate described in JP-A-6-339853 and gluconic acid and lactic acid described in JP-A-2-84485 are blended with the above-mentioned polishing liquid. You can also.

【0025】仕上げ研磨は、研磨取り代が0.1〜50
μm程度である。そして、仕上げ研磨により上記カーボ
ン基板の中心線平均粗さRaを2〜20Å、特に2〜1
0Åとする。これにより、カーボン基板の表面は極めて
平滑になり、磁気ディスク用基板として好適なものとな
る。また、平滑であるために、有機汚れや研磨屑等の汚
染物質が基板表面(特に、凹部)に残留することが防止
される。従って、後述する陽極酸化が選択的に進行する
部分が存在せず、その結果、陽極酸化により表面が粗面
化されるおそれもない。
The final polishing has a polishing allowance of 0.1 to 50.
It is about μm. Then, the center line average roughness Ra of the carbon substrate is 2 to 20 °, particularly 2 to 1 by finish polishing.
0 °. As a result, the surface of the carbon substrate becomes extremely smooth, and becomes suitable as a magnetic disk substrate. In addition, since the surface is smooth, contaminants such as organic dirt and polishing dust are prevented from remaining on the substrate surface (particularly, concave portions). Therefore, there is no portion where anodic oxidation selectively proceeds, which will be described later. As a result, there is no possibility that the surface is roughened by anodic oxidation.

【0026】上記両面加工機1を用いた仕上げ研磨の条
件は一般に下記の通りである。即ち、加工圧力は、10
〜2000gf/cm2 程度、特に50〜500gf/
cm2 程度である。加工時間は、2〜120分程度、特
に2〜30分程度である。上記両面加工機の上下定盤に
それぞれ装着される上記研磨パッドのショア硬度〔JI
S A(JIS K−6301)に準拠〕は、88〜9
8程度、特に88〜95程度である。上記両面加工機の
下定盤回転数は加工機サイズに依存するが、例えばSP
EED FAM社製 9B型両面加工機であれば、5〜
100rpm程度、特に10〜60rpm程度である。
研磨液の供給流量は、加工機サイズに依存するが、例え
ばSPEEDFAM社製9B型両面加工機であれば、5
〜300cc/min程度、特に10〜150cc/m
in程度である。
The conditions for finish polishing using the double-sided processing machine 1 are generally as follows. That is, the processing pressure is 10
About 2000 gf / cm 2 , especially 50 to 500 gf /
cm 2 . The processing time is about 2 to 120 minutes, especially about 2 to 30 minutes. Shore hardness of the polishing pad mounted on the upper and lower platens of the double-sided processing machine [JI
SA (based on JIS K-6301)] is 88 to 9
It is about 8, especially about 88 to 95. The lower platen rotation speed of the double-sided processing machine depends on the processing machine size.
EED FAM 9B type double-sided processing machine
It is about 100 rpm, especially about 10 to 60 rpm.
The supply flow rate of the polishing liquid depends on the processing machine size. For example, in the case of a 9B type double-side processing machine manufactured by SPEEDFAM,
About 300 cc / min, especially 10 to 150 cc / m
in.

【0027】仕上げ研磨が終了した後、陽極酸化処理を
行う前に、上記カーボン基板を水系洗浄し、基板表面に
存在する有機汚れや研磨屑(研磨により発生した微粉
末)等の汚染物質を除去する。洗浄には、例えば超純水
或いは界面活性剤を所定量含有する水を用いる。
After finishing polishing and before performing anodizing treatment, the carbon substrate is washed with water to remove contaminants such as organic dirt and polishing dust (fine powder generated by polishing) present on the substrate surface. I do. For cleaning, for example, ultrapure water or water containing a predetermined amount of a surfactant is used.

【0028】上記水系洗浄後、上記カーボン基板を陽極
酸化処理する。陽極酸化により、上記仕上げ研磨によっ
て基板表面に生じた加工変質層及び基板表面に存在する
研磨屑や有機汚れ等の汚染物質を酸化して除去する。し
かも酸化された物質は、ガス(CO、CO2 、NaCO
3 等)となって気散し基板表面には残留しないので、非
常に清浄な面が得られる。この場合、陽極酸化後のカー
ボン基板の中心線平均粗さRaが、陽極酸化前のカーボ
ン基板の中心線平均粗さRaに比して実質的に変化しな
い条件下で陽極酸化を行うことが好適である。陽極酸化
を進行させ過ぎると、基板表面が粗面化されてしまい平
滑な基板が得られないことがある。
After the aqueous cleaning, the carbon substrate is anodized. The anodization oxidizes and removes a deteriorated layer formed on the substrate surface by the above-mentioned finish polishing and contaminants such as polishing dust and organic dirt present on the substrate surface. Moreover, the oxidized substances are gases (CO, CO 2 , NaCO
3 ), which is not diffused and remains on the substrate surface, so that a very clean surface can be obtained. In this case, it is preferable to perform the anodic oxidation under the condition that the center line average roughness Ra of the carbon substrate after anodization does not substantially change compared to the center line average roughness Ra of the carbon substrate before the anodization. It is. If the anodic oxidation proceeds too much, the substrate surface may be roughened and a smooth substrate may not be obtained.

【0029】本明細書において「変化しない条件下」と
は、陽極酸化後のカーボン基板の中心線平均粗さRa
が、測定精度内において陽極酸化前に比して全く変化し
ない場合の条件と、中心線平均粗さRaの変化率が10
%以内である場合の条件との双方を包含する。ここで、
中心線平均粗さRaの変化率とは次式で定義されるもの
である。
In the present specification, the “conditions that do not change” mean the center line average roughness Ra of the carbon substrate after anodic oxidation.
Is less than that before anodization within the measurement accuracy, and the change rate of the center line average roughness Ra is 10%.
% Of the condition. here,
The rate of change of the center line average roughness Ra is defined by the following equation.

【0030】変化率(%) =(陽極酸化後のRa−陽極酸化
前のRa)/陽極酸化後のRa×100
Rate of change (%) = (Ra after anodic oxidation−Ra before anodic oxidation) / Ra × 100 after anodic oxidation

【0031】次に、陽極酸化後のカーボン基板の中心線
平均粗さRaが、陽極酸化前に比して実質的に変化しな
い陽極酸化の条件について説明する。
Next, the condition of the anodic oxidation in which the center line average roughness Ra of the carbon substrate after the anodic oxidation does not substantially change as compared with before the anodic oxidation will be described.

【0032】陽極酸化に用いられる電解液は、酸或いは
アルカリの水溶液であればよく、その濃度は0.1〜1
00重量%程度、特に1〜50重量%程度である。特
に、陽極酸化の効率及び電解槽等の腐食を考慮すると、
アルカリを用いることが好ましい。電解液が酸の場合、
用い得る酸としては硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、フッ
酸、過塩素酸等の無機酸、及びシュウ酸、蟻酸等の有機
酸等が挙げられる。これらの酸は一種又は二種以上を組
み合わせて用いることができる。一方、電解液がアルカ
リの場合、用い得るアルカリとしては水酸化ナトリウム
や水酸化カリウム等が挙げられる。これらのアルカリは
一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの酸或いはアルカリはイオン交換水に溶解させて
電解液となすことが好ましい。
The electrolytic solution used for anodic oxidation may be an aqueous solution of an acid or an alkali, and its concentration is 0.1 to 1
It is about 00% by weight, especially about 1 to 50% by weight. In particular, considering the efficiency of anodic oxidation and corrosion of electrolytic cells, etc.,
It is preferable to use an alkali. If the electrolyte is an acid,
Examples of usable acids include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, and perchloric acid, and organic acids such as oxalic acid and formic acid. These acids can be used alone or in combination of two or more. On the other hand, when the electrolyte is an alkali, usable alkalis include sodium hydroxide and potassium hydroxide. These alkalis can be used alone or in combination of two or more.
These acids or alkalis are preferably dissolved in ion-exchanged water to form an electrolyte.

【0033】また、電解液には、消泡剤、濡れ剤、防錆
剤、エッチングコントロール剤等の公知の添加剤を配合
し得る。これらの添加剤は0.01〜5重量%配合され
る。
In addition, known additives such as an antifoaming agent, a wetting agent, a rust preventive, and an etching control agent can be added to the electrolytic solution. These additives are blended in an amount of 0.01 to 5% by weight.

【0034】印加する電流の波形は、例えば直流、単相
交流や三相交流などの交流、矩形波、三角波などのパル
ス波、単相半波、二相半波、三相半波、六相半波、単相
全波、三相全波などの特殊波形が用いられる。また、こ
れらの波形を組み合わせて用いてもよい。
The waveform of the applied current may be, for example, an alternating current such as direct current, single phase alternating current or three phase alternating current, a pulse wave such as a rectangular wave or a triangular wave, a single phase half wave, a two phase half wave, a three phase half wave, or a six phase. Special waveforms such as half-wave, single-phase full-wave, and three-phase full-wave are used. Further, these waveforms may be used in combination.

【0035】陽極酸化における電流密度は、カーボン基
板の中心線平均粗さRaを実質的に変化させず、且つ該
基板表面に存在する加工変質層を均一に溶解させる点か
ら、1〜100mA/cm2 とし、特に1〜40mA/
cm2 とする。また、陽極酸化における電解電圧は、カ
ーボン基板の中心線平均粗さRaを実質的に変化させ
ず、且つ電圧分布の偏りを少なくする点から、2〜10
0Vとし、特に2〜50V、とりわけ2〜10Vとす
る。電流密度及び電解電圧は、陽極酸化の間常に一定の
値に保持してもよく、或いは第1段階では低い電圧に設
定し、第2段階では高い電圧に設定するというように変
化させてもよい。
The current density in the anodic oxidation is from 1 to 100 mA / cm from the viewpoint that the center line average roughness Ra of the carbon substrate is not substantially changed and the deteriorated layer existing on the substrate surface is uniformly dissolved. 2 , especially 1 to 40 mA /
cm 2 . The electrolytic voltage in the anodic oxidation is 2 to 10 from the viewpoint that the center line average roughness Ra of the carbon substrate is not substantially changed and the bias of the voltage distribution is reduced.
0 V, especially 2 to 50 V, especially 2 to 10 V. The current density and the electrolysis voltage may be kept constant during the anodization, or may be changed such that the first step is set to a low voltage and the second step is set to a high voltage. .

【0036】陽極酸化の処理時間は、カーボン基板の中
心線平均粗さRaを実質的に変化させずに、カーボン基
板表面に生じた加工変質層及び基板表面に存在する研磨
屑や有機汚れ等の汚染物質を除去するために、1〜30
0秒とし、特に1〜30秒とする。
The processing time of the anodic oxidation is such that the center line average roughness Ra of the carbon substrate is not substantially changed, and the process-affected layer formed on the carbon substrate surface and the polishing debris and organic dirt present on the substrate surface are reduced. 1-30 to remove contaminants
0 second, especially 1 to 30 seconds.

【0037】上記の条件でカーボン基板を陽極酸化する
ことにより、その中心線平均粗さRaを実質的に変化さ
せずに、基板表面生じた加工変質層及び基板表面に存在
する研磨屑や有機汚れ等の汚染物質が除去された清浄な
表面が得られる。
By subjecting the carbon substrate to anodic oxidation under the above-described conditions, the center line average roughness Ra is not substantially changed, and the processing-damaged layer formed on the substrate surface and the polishing debris and organic dirt present on the substrate surface are reduced. A clean surface from which contaminants such as have been removed can be obtained.

【0038】以上、本発明をその好ましい実施形態に基
づき説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可
能である。例えば、図1及び図2に示す両面加工機に代
えて、片面加工機を用いてもよい。また、上記機械的表
面加工は、仕上げ研磨(ポリッシング)に限られず、粗
研磨(ラッピング)や粗研削であってもよい。この場
合、粗研磨には上述の遊離砥粒が用いられ、粗研削には
上述の固定砥石が用いられる。また、基板の材質はカー
ボンに限られず、導電性を有するものであればその種類
に制限はなく、例えばアルミニウム等の金属であっても
よい。また、上記陽極酸化処理後、極性を反転させて更
に電解を行い、基板表面の洗浄度を更に高めてもよい。
また、上記陽極酸化処理後、基板の所定の領域にテクス
チャ処理を施してもよい。
Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.
Various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a single-sided processing machine may be used instead of the double-sided processing machine shown in FIGS. The mechanical surface processing is not limited to finish polishing (polishing), but may be rough polishing (lapping) or rough grinding. In this case, the above-mentioned loose abrasive grains are used for rough polishing, and the above-mentioned fixed grindstone is used for rough grinding. Further, the material of the substrate is not limited to carbon, and there is no limitation on the type of the substrate as long as it has conductivity. For example, a metal such as aluminum may be used. Further, after the anodizing treatment, the polarity may be reversed and electrolysis may be further performed to further increase the degree of cleaning of the substrate surface.
After the anodizing treatment, a predetermined region of the substrate may be subjected to a texture treatment.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例により本発明の有効性を例証す
る。しかしながら、本発明の範囲はかかる実施例に制限
されるものではない。
The following examples illustrate the effectiveness of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to such an embodiment.

【0040】〔実施例1〕予め面取り加工により端面の
中心線平均粗さRaを0.05μmとし、且つ粗研磨に
より中心線平均粗さRaを約8Åとした直径1.8イン
チのガラス状カーボン基板〔密度1.5g/cm3 、2
θ=20〜30°付近に現れる(002)面の回折ピー
クの半値幅3.9°〕を両面加工機のキャリアにセット
し、研磨液を供給しつつ、下記の条件下にて上下定盤に
より仕上げ研磨加工した。上記研磨液は、一次粒子の平
均粒径20nmのγ−アルミナ1重量%を、研磨助材と
しての硝酸アルミニウム1重量%及び残部水と混合・攪
拌して得られたスラリー状のものであった。得られた基
板の中心線平均粗さRaは6Åであった。 <両面加工機の設定条件> 使用両面加工機 :SPEED FAM社製 9B型両面研磨機 加工圧力 :150gf/cm2 加工時間 :30分 研磨パッドの硬度:90(ショアー硬度) 下定盤回転数 :40rpm 研磨液流量 :50cc/min
Example 1 A 1.8 inch diameter glassy carbon in which the center line average roughness Ra of the end face was previously set to 0.05 μm by chamfering and the center line average roughness Ra was approximately 8 ° by rough polishing. Substrate [density 1.5 g / cm 3 , 2
The half width of the diffraction peak of the (002) plane appearing at about θ = 20 to 30 ° 3.9 °] is set in the carrier of a double-sided processing machine, and while the polishing liquid is supplied, the upper and lower platens are set under the following conditions Finish polishing. The polishing liquid was a slurry obtained by mixing and stirring 1% by weight of γ-alumina having an average primary particle diameter of 20 nm with 1% by weight of aluminum nitrate as a polishing aid and the balance of water. . The center line average roughness Ra of the obtained substrate was 6 °. <Setting conditions for duplex machine> used double-sided machine: SPEED FAM Co. 9B double side polisher processing pressure: 150 gf / cm 2 Processing Time: 30 min Polishing pad hardness: 90 (Shore hardness) down plate rotation: 40 rpm Polishing liquid flow rate: 50cc / min

【0041】上記仕上げ研磨加工したガラス状カーボン
基板に超純水を散布し、有機汚れや研磨屑等を除去し
た。引き続き上記両面加工機にて、水酸化ナトリウムの
5重量%水溶液(電解液)を用い、電流密度15mA/
cm2 ・電解電圧2〜3Vの条件下にて上記ガラス状カ
ーボン基板を120秒間陽極酸化させて、上記仕上げ研
磨により基板の表面に発生した加工変質層を除去した。
尚、陽極酸化に際しては、キャリアにプラスの電圧を印
加し、上下定盤にマイナスの電圧を印加した。陽極酸化
後のガラス状カーボン基板の中心線平均粗さRaは7.
5Åでり、陽極酸化前と殆どかわらなかった。また、顕
微鏡観察の結果、基板の表面に加工変質層は観察されな
かった。
Ultrapure water was sprayed on the glassy carbon substrate which had been subjected to the above-mentioned finish polishing to remove organic dirt and polishing debris. Subsequently, a current density of 15 mA /
The glassy carbon substrate was anodized for 120 seconds under the conditions of cm 2 and an electrolysis voltage of 2 to 3 V, and a damaged layer generated on the surface of the substrate by the final polishing was removed.
At the time of anodic oxidation, a positive voltage was applied to the carrier, and a negative voltage was applied to the upper and lower platens. The center line average roughness Ra of the glassy carbon substrate after anodization is 7.
5%, which was almost the same as before the anodization. As a result of microscopic observation, no altered layer was observed on the surface of the substrate.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、製造工程が簡略化され
た磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置が提供され
る。本発明に用いられる陽極酸化により、基板表面に残
存する加工変質層が溶解除去されるので、該表面に形成
される磁性膜等の各種薄膜と基板との密着性が大幅に向
上し、密着耐久性に優れた薄膜形成が可能となる。本発
明は、特にカーボンのような脆性材料からなる基板の製
造に適している。
According to the present invention, there is provided a method and apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium, the manufacturing steps of which are simplified. The anodic oxidation used in the present invention dissolves and removes the deteriorated layer remaining on the substrate surface, so that the adhesion between various thin films such as magnetic films formed on the surface and the substrate is greatly improved, and the adhesion durability is improved. It becomes possible to form a thin film having excellent properties. The present invention is particularly suitable for manufacturing a substrate made of a brittle material such as carbon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の磁気記録媒体用基板製造装置の一実施
形態を示す概略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view showing an embodiment of a magnetic recording medium substrate manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】図1におけるX−X線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along line XX in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 両面加工機 2 下定盤 3 上定盤 4 基板支持部 5 ベース 6 研磨パッド 9 キャリア 10 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double-sided processing machine 2 Lower surface plate 3 Upper surface plate 4 Substrate support part 5 Base 6 Polishing pad 9 Carrier 10 Substrate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面加工装置を用いて基板の表面を機械
的表面加工した後、同一の装置において陽極酸化処理を
行い該基板の表面に存在する加工変質層を除去すること
を特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
1. A magnetic method, comprising: mechanically processing the surface of a substrate using a surface processing device; and performing anodizing treatment in the same device to remove a deteriorated layer existing on the surface of the substrate. A method for manufacturing a recording medium substrate.
【請求項2】 上記機械的表面加工が遊離砥粒を用いた
研磨又は固定砥石を用いた研削である、請求項1記載の
製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the mechanical surface processing is polishing using free abrasive grains or grinding using a fixed whetstone.
【請求項3】 上記基板がカーボン基板である、請求項
1又は2記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the substrate is a carbon substrate.
【請求項4】 基板の収容が可能な一又は二以上の収容
部を有する導電性材料からなる一又は二以上のキャリア
に基板を収容し、 機械的表面加工が可能な表面加工部を有する少なくとも
一つの金属定盤を上記基板に当接させると共に、該金属
定盤と該基板との間に研磨液を供給しつつ、該基板を機
械的表面加工し、 上記基板と上記金属定盤との間に電解液を供給しつつ、
上記キャリアと上記金属定盤との間に電圧を印加して、
上記基板の陽極酸化処理を行い、該基板の表面に存在す
る加工変質層を除去する、請求項1〜3の何れかに記載
の製造方法。
4. At least a surface-processed portion which accommodates a substrate in one or two or more carriers made of a conductive material having one or more accommodation portions capable of accommodating the substrate and which can perform mechanical surface treatment. One metal surface plate is brought into contact with the substrate, and while the polishing liquid is supplied between the metal surface plate and the substrate, the substrate is mechanically surface-processed. While supplying the electrolyte in between,
Applying a voltage between the carrier and the metal platen,
The production method according to claim 1, wherein the substrate is subjected to anodizing treatment to remove a deteriorated layer existing on the surface of the substrate.
【請求項5】 基板の収容が可能な一又は二以上の収容
部を有する導電性材料からなる一又は二以上のキャリア
と、 機械的表面加工が可能な表面加工部を有する少なくとも
一つの金属定盤と;機械的表面加工時に上記基板と上記
金属定盤との間に研磨液を供給する手段と;陽極酸化処
理時に上記基板と上記金属定盤との間に電解液を供給す
る手段と;上記キャリアと上記金属定盤との間に電圧を
印加する手段とを具備することを特徴とする磁気記録媒
体用基板の製造装置。
5. A carrier made of a conductive material having one or more accommodation portions capable of accommodating a substrate, and at least one metal member having a surface treatment portion capable of mechanical surface treatment. A means for supplying a polishing liquid between the substrate and the metal surface plate during mechanical surface processing; a means for supplying an electrolytic solution between the substrate and the metal surface plate during anodizing treatment; An apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium, comprising: means for applying a voltage between the carrier and the metal platen.
【請求項6】 上記金属定盤の表面加工部に研磨パッド
が装着されている、請求項5記載の製造装置。
6. The manufacturing apparatus according to claim 5, wherein a polishing pad is mounted on a surface processed portion of said metal platen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035023A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Nippon Steel Corp Polishing method and polishing apparatus of semiconductor substrate
WO2023238608A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 株式会社デンソー Surface treatment method

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